专利名称：一种制动气室和包括该制动气室的刹车系统以及机动车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机动车领域，更具体的说是涉及一种制动气室。本实用新型还涉 及一种刹车系统以及一种机动车。
背景技术：
机动车的制动是通过刹车系统实现的。刹车制动的过程俗称刹车；根据刹车系统 动力不同，机动车刹车一般有油刹和气刹，所述油刹结构简单，利用液压油为刹车泵提供动 力，所述气刹结构较复杂，利用高压气体为刹车泵提供动力。由于气刹反应迅速、所能提供 的刹车制动力大(气压高，可以达到8-10个标准大气压)，所以气刹方式被广泛应用于大中 型机动车，以确保行车安全。气刹制动系统包括制动气室和制动装置。目前市场上，最常见 的制动气室为活塞式弹簧制动气室。请参考图1，图1为现有技术中活塞式弹簧制动气室的结构示意图。活塞式弹簧制动气室包括壳体1、储能弹簧2、活塞3、活塞轴管4和膜片5 ；其中， 壳体1的隔板11将壳体1内空间分成前腔室和后腔室，膜片5将前腔室分为行车制动进出 气腔室C和制动腔室D，活塞3与壳体1可滑动配合，将后腔室分成储能腔室A和驻车制动 进出气腔室B，储能腔室A内设置有两端分别支撑在壳体1和活塞3上的储能弹簧2 ；活塞 轴管4与隔板11滑动配合，且其第一端与活塞3固定，第二端的端面与膜片5相抵触；后腔 室内还设置有活塞轴杆件6，活塞轴杆件6固定连接于壳体1，储能弹簧2以活塞轴杆件6 为中心设置于后壳体1与活塞3之间，且活塞3周边与后壳体1密封滑动配合；活塞轴管4 一端与活塞3固定，且套接于活塞轴杆件6，两者可滑动配合；活塞轴管5为筒状，内部形成 的内腔。活塞轴杆件6与活塞轴管4配合间隙形成第二通气孔31，第二通气孔31连通储能 腔室A和活塞轴管4的内腔；活塞轴管5的另一端伸入于行车制动进出气腔室C，该端设置 有第一通气孔，第一通气孔通过预设的通气道(图中未示出)直接将活塞轴管4的内腔与 外界相连通。活塞轴管4中间部分与壳体隔板可滑动配合。当启动机动车时，驻车制动进出气腔室B充入压缩空气，压缩空气推动活塞3压缩 储能弹簧2，储能腔室A的容积变小，内部气体通过第二通气孔31进入活塞轴管4的内腔 中，再经过第一通气孔排出至外界，完成驻车制动解除。在行车过程中，如需要紧急制动，则 将行车制动进出气腔室C内充入压缩空气，压缩空气使膜片5向制动腔室D方向凹陷，带动 制动腔室D中的外部制动装置动作，完成制动，制动完成后，带动制动腔室D内的压缩气体 就会被转换装置(图中未标出)排出，恢复正常气压。当机动车停止的同时，驻车制动进出 气腔室B内的压缩气体也被排出，储能弹簧2推动活塞3滑动，此时储能腔室A的容积逐渐 变大，内部气压减小，外界空气通过活塞轴管4的第一通气孔进入到活塞轴管4内腔，再经 第二通气孔31进入储能气室A内实现气体补偿，同时，活塞轴管4在储能弹簧2以及活塞 3的带动下伸入行车制动进出气腔室C并抵住膜片5，通过膜片驱动外部制动装置移动，实 现驻车制动。在上述制动过程中，由于活塞轴管4的第一通气孔与外界直接相通；外界空气通过第一通气孔进入储能腔室A进行气体补偿的同时，在气压的吸力作用，外界的灰尘、污水 以及泥浆等杂物很容易被一同吸入储能腔室A内，造成部分零件损坏，从而缩短产品的使 用寿命。同时，包括上述制动气室的刹车系统以及机动车也会因制动气室部分零件损坏而 造成车辆的制动故障，产生安全隐患问题。因此，如何减少进入制动气室的内部腔室中杂物，从而延长制动气室的使用寿命， 进而减少刹车系统以及机动车发生制动故障是本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容本实用新型的一个目的在于提供一种制动气室，该制动气室能 够提高内部腔室密 封性能，减少进入制动气室的内部腔室中的杂物，从而延长了产品的使用寿命。本实用新型的另一目的是提供了一种包括上述制动气室的刹车系统以及包括该 刹车系统的机动车。为实现上述目的，本实用新型提供了一种制动气室，该制动气室包括壳体、储能弹 簧、活塞、活塞轴管和膜片；所述壳体的隔板将所述壳体内空间分成前腔室和后腔室，所述 膜片将所述前腔室分为行车制动进出气腔室和制动腔室，所述活塞与所述壳体可滑动配 合，将所述后腔室分成储能腔室和驻车制动进出气腔室，所述储能腔室设置有两端分别支 撑在所述壳体和所述活塞上的储能弹簧；所述活塞轴管与所述隔板滑动配合，其第一端与 所述活塞固定，第二端的端面与所述膜片相抵触；其特征在于，所述活塞轴管还包括阀体和 阀芯，所述阀体形成阀芯腔，所述阀芯腔通过第一孔和第二孔分别与所述行车制动进出气 腔室和所述储能腔室相通；所述阀芯与所述阀芯腔滑动配合，且具有连通第一孔和第二孔 的中间孔；所述阀芯的第一端与所述阀体之间形成的承压空间与第一孔相通，所述阀芯的 第二端与所述阀体之间设置有弹簧，在自由状态下，所述弹簧处于压缩状态；所述阀芯的第 二端面与所述阀体相配合时，所述中间孔和第二孔之间保持隔离。优选地，所述活塞轴管为中空的管，其第二端设置有连通所述储能腔室和活塞轴 管的内腔的通气孔，所述第二孔与活塞轴管内腔相通。优选地，还包括活塞轴杆件，所述活塞轴杆件第一端与所述壳体固定连接，第二端 通过通气孔伸入所述活塞轴管的内腔中。优选地，所述阀体具有伸入承压空间的突台。优选地，所述突台的高度等于所述第一孔的直径。优选地，所述阀体包括阀本体和阀体盖，所述阀体盖设置有所述第二孔，所述阀体 盖安装在所述阀本体上，所述阀体盖与所述阀本体之间设置有内密封垫圈。优选地，所述阀体安装在所述活塞轴管上，所述阀体与所述活塞轴管之间设置有 密封垫圈。优选地，所述阀体于相对应设置所述密封垫圈的位置设置有密封凹槽。本实用新型还提供了一种刹车系统，该刹车系统包括制动气室和制动装置，所述 制动气室为上述任意一项所述的制动气室，所述制动装置一端伸入于制动气室内部的制动 腔室中且与膜片相接触。本实用新型还提供了一种机动车，该种机动车包括车体，刹车系统为上述所述的刹车系统，所述刹车系统与车体固定。相对于上述背景技术，本实用新型提供的制动气室中，其活塞轴管还包括阀体和 阀芯，阀体形成阀芯腔，阀芯腔通过第一孔和第二孔分别与行车制动进出气腔室和储能腔 室相通；阀芯与阀芯腔滑动配合，阀芯的第一端与阀体之间形成的承压空间与第一孔相通， 阀芯的第二端与阀体之间设置有弹簧，在自由状态下，弹簧处于压缩状态；阀芯的第二端面 与阀体相配合时，第二孔封闭。上述阀体与阀芯设置将行车制动进出气腔室与储能腔室相连通，能够实现储能腔 室与行车制动进出气腔室之间的气体交换，因此使该制动气室的内部相对于外界形成一种 封闭式结构。该封闭式结构能够减少进入制动气室内部腔室的杂物，提高制动气室内 部的 清洁度，延长了制动气室的使用寿命。该制动气室进一步包括活塞轴杆件，活塞轴杆件与活塞轴管滑动配合；这样能够 使活塞轴管以及活塞的滑动更加稳定。阀体还进一步设置有突台，使阀芯与端体之间始终保持一定的空隙，时刻保持良 好的通气性。此外，包括该制动气室的刹车系统以及机动车也因此避免了发生制动故障等安全 隐患现象。
图1为现有技术中活塞式弹簧制动气室的结构示意图；图2为本实用新型实施例一提供的制动气室的结构示意图；图3为本实用新型实施例二提供的制动气室的结构示意图；图4为图2以及图3中I-I部分的局部放大示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种制动气室，该结构的制动气室内部相对于外界形成一种封 闭式结构，实现制动气室内部腔室之间的气体交换，保证了气室内部的清洁度，从而延长了 产品的使用寿命。为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附 图和具体实施例对本实用新型提供的技术方案作进一步的详细说明。本实用新型提供的技 术方案是以现有技术为基础的，因此，以下部分沿用背景技术中的附图标记。请参考图2以及图4，图2为本实用新型实施例一提供的制动气室的结构示意图； 图4为图2以及图3中I-I部分的局部放大示意图。本实用新型提供的制动气室包括壳体1、储能弹簧2、活塞3、活塞轴管4和膜片5， 其中，壳体1的隔板11将壳体1内空间分成前腔室和后腔室，膜片5将前腔室分为行车制 动进出气腔室C和制动腔室D，活塞3与壳体1可滑动配合，将后腔室分成储能腔室A和驻 车制动进出气腔室B，储能腔室A设置有两端分别支撑在壳体1和活塞3上的储能弹簧2 ； 活塞轴管4中间部分与隔板11滑动配合，且其第一端与活塞3固定，活塞轴管4第二端的 端面与膜片5相抵触；活塞轴管4还包括一个阀，该阀包括阀体41和阀芯42 ；阀体41内形 成阀芯腔，阀芯腔通过第一孔411和第二孔412分别与行车制动进出气腔室C和储能腔室A相通；阀芯42与阀芯腔滑动配合；阀芯42的第一端与阀体41之间形成的承压空间与第一孔411相通，阀芯42的第二端与阀体41之间设置有弹簧43，在自由状态下，弹簧43处于 压缩状态；阀芯42的第二端面与阀体41相配合时，第二孔412封闭。其中阀芯42上还设 置有中间孔，该中间孔在阀芯42两端面设有开口。中间孔的结构有很多种，可以根据实际 需要选择合适的结构。如图2所示，本实施例中，活塞轴管4为中空的管，其第一端设置有连通所述储能 腔室A和活塞轴管4的内腔的通气孔44，且阀体41与阀芯42位于活塞轴管4第二端部的 内腔中，阀体41的第二孔412与活塞轴管4的内腔相连通，并通过活塞轴管4的内腔、通气 孔44与储能腔室A相通；第一孔411直接与行车制动进出气腔室C相通。将活塞轴管4设计为中空结构，利用内腔安装阀体41与阀芯42，能够在实现气体 连通的同时，使整体结构更加紧凑，节省内部空间。当然，也可以设置其他结构使第一孔411 和第二孔412分别与行车制动进出气腔室C和储能腔室A相通。当要启动机动车时，驻车制动进出气腔室B由预设的高压气体进出气口充入压缩 空气，利用压缩气体的高压力推动活塞3滑动，活塞3压缩储能弹簧2向壳体1左方(以附 图2为参照)滑动；同时，储能腔室A的容积变小，储能腔室A中的气体压强增大，储能腔室 A中的气体通过第二孔412。由于弹簧43的作用，阀芯42的第二端面与阀体41相分离，第 二孔412与阀芯42的中间孔通过阀芯42的第二端面与阀体41之间的间隙相通。这样，储 能腔室A中的气体能够经过阀芯42的中间孔、第一孔411进入行车制动进出气腔室C内， 使活塞3顺利向左移动，此时活塞轴管4被活塞3带动不再抵触膜片5，解除驻车制动。在行车过程中，如需要紧急制动，则行车制动进出气腔室C内由预设高压气体进 出气口充入压缩空气，压缩空气挤压膜片5。压缩气体进入行车制动进出气腔室C的同时， 也会通过阀体41的第一孔411进入阀体41与阀芯42第一端形成的承压空间，此时由于气 体压力较大，使阀芯42在相对于阀体41移动，并克服弹簧43的弹力，使阀芯42第二端面 与阀体41相配合，使阀芯42的中间孔与第二孔412保持隔离，对压缩气体形成阻尼作用， 使行车制动进出气腔室C在瞬间形成一个密闭的高压腔室，迫使膜片5高制动腔室D —侧 凹陷，带动制动腔室D中的外部制动装置动作，顺利完成行车中的制动。行车制动完成后，行车制动进出气腔室C内的压缩气体就会由高压气体进出气口 被转换装置(图中未标出)排出，恢复正常气压；当车停止时，驻车制动进出气腔室B内的 压缩气体也经高压气体进出气口被排出，储能弹簧2释放弹性势能推动活塞3滑动，储能腔 室A的容积逐渐变大气压变小，此时行车制动进出气腔室C中气体通过阀体41的第一孔 411。此时气体压力很小，阀芯42在弹簧43的弹力作用下移动，阀芯42的第二端面与阀体 41分离，此时气体能够通过阀体41的第二孔412进入到储能气室A中实现气体补偿；这样 就能够使活塞3顺利移动；活塞轴管4在活塞3的带动下抵住膜片5，实现驻车制动。在上述制动过程中，制动腔室内部的气体只是在内部各腔室间相互交换，相对于 外界形成一种封闭式结构，也就减少了当外界气体进入制动腔室内部过程中，带入灰尘、污 水等杂物的现象，提高了制动腔室内部的清洁度，从而延长了产品的使用寿命。请参考图3和图4，图3为本实用新型实施例二提供的制动气室的结构示意图；图 4为图2以及图3中I-I部分的局部放大示意图。在实施例一的基础上，制动气室还包括活塞轴杆件6，活塞轴杆件6第一端与壳体1固定连接，第二端通过通气孔44伸入活塞轴管4内腔。活塞轴杆件6能够通过手动的方 法向外拉出壳体之外，从而带动活塞轴管4以及活塞3挤压储能弹簧2，使活塞轴管4与膜 片5脱离抵触状态，从而实现制动解除。 另外，阀体41内侧设置有伸入承压空间的突台413，突台413可以使阀芯42第一 端面与阀体41之间始终保持预定的空隙；可以根据第一孔411的大小，使突台413具有适 当的高度，本例中，突台413的高度等于第一孔411的直径，当然还可以将突台413的高度 设置为略大于或者略小于第一孔411的直径长度，只要能够保证第一孔411的通气通畅即 可。突台413的设置使阀芯42与阀体41之间始终保持一定地空隙，避免当阀芯42与阀体 41紧密接触时，阀芯42的侧壁面封堵第一孔411的现象。阀体41进一步包括阀本体414和阀体盖415，阀体盖415设置有第二孔412，阀体 盖415安装在阀本体414上，阀体盖415与阀芯42第二端之间设置有弹簧43，且阀体盖415 与阀本体414之间设置有内密封垫圈。该结构具有结构简单，安装拆卸方便的特点，使制动 气室的生产成本也比较低。为了更好地保证各个腔室之间的气密性，阀体41与活塞轴管4之间也设置有密封 垫圈。为了更好地保证各密封垫圈的定位，于阀体41相对应设置密封垫圈的位置上进一步 设置有密封凹槽416。本实用新型还提供了一种刹车系统，该刹车系统包括上述各实施例中的制动气室 和制动装置，制动装置一端伸入于制动气室内部的制动腔室D中，且与膜片5相接触。还提 供了一种包括该刹车系统的机动车。由于上述制动气室能够使该刹车系统更加稳定，防止 发生制动故障，具有上述技术效果，包括该制动气室的刹车系统及机动车也具有相应的技 术效果。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。因此，本实 用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特 点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种制动气室，包括壳体(1)、储能弹簧(2)、活塞(3)、活塞轴管(4)和膜片(5)；所 述壳体⑴的隔板(11)将所述壳体⑴内空间分成前腔室和后腔室，所述膜片(5)将所述 前腔室分为行车制动进出气腔室(C)和制动腔室(D)，所述活塞(3)与所述壳体(1)可滑动 配合，将所述后腔室分成储能腔室(A)和驻车制动进出气腔室(B)，所述储能腔室(A)设置 有两端分别支撑在所述壳体(1)和所述活塞(3)上的储能弹簧(2)；所述活塞轴管(4)与所 述隔板(11)滑动配合，其第一端与所述活塞(3)固定，第二端的端面与所述膜片(5)相抵 触；其特征在于，所述活塞轴管(4)还包括阀体(41)和阀芯(42)，所述阀体(41)形成阀芯 腔，所述阀芯腔通过第一孔(411)和第二孔(412)分别与所述行车制动进出气腔室(C)和 所述储能腔室㈧相通；所述阀芯(42)与所述阀芯腔滑动配合，且具有连通第一孔(411) 和第二孔(412)的中间孔；所述阀芯(42)的第一端与所述阀体(41)之间形成的承压空间 与第一孔(411)相通，所述阀芯(42)的第二端与所述阀体(41)之间设置有弹簧(43)，在自 由状态下，所述弹簧(43)处于压缩状态；所述阀芯(42)的第二端面与所述阀体(41)相配 合时，所述中间孔和第二孔(412)之间保持隔离。
2.根据权利要求1所述的制动气室，其特征在于，所述活塞轴管(4)为中空的管，其 第二端设置有连通所述储能腔室(A)和活塞轴管(4)的内腔的通气孔(44)，所述第二孔 (412)与活塞轴管(4)内腔相通。
3.根据权利要求2所述的制动气室，其特征在于，还包括活塞轴杆件(6)，所述活塞轴 杆件(6)第一端与所述壳体(1)固定连接，第二端通过通气孔(44)伸入所述活塞轴管(4) 的内腔中。
4.根据权利要求1所述的制动气室，其特征在于，所述阀体(41)具有伸入承压空间的 突台(413)。
5.根据权利要求4所述的制动气室，其特征在于，所述突台(413)的高度等于所述第一 孔(411)的直径。
6.根据权利要求5所述的制动气室，其特征在于，所述阀体(41)包括阀本体(414)和 阀体盖(415)，所述阀体盖(415)设置有所述第二孔(412)，所述阀体盖(415)安装在所述 阀本体(414)上，所述阀体盖(415)与所述阀本体(414)之间设置有内密封垫圈。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的制动气室，其特征在于，所述阀体(41)安装在所 述活塞轴管(4)上，所述阀体(41)与所述活塞轴管(4)之间设置有密封垫圈。
8.根据权利要求7所述的制动气室，其特征在于，所述阀体(41)于相对应设置所述密 封垫圈的位置设置有密封凹槽(416)。
9.一种刹车系统，包括制动气室和制动装置，其特征在于，所述制动气室为上述权利要 求1-8任意一项所述的制动气室，所述制动装置一端伸入于制动气室内部的制动腔室(D) 中且与膜片(5)相接触。
10.一种机动车，包括车体，其特征在于，刹车系统为上述权利要求9所述的刹车系统， 所述刹车系统与车体固定。
专利摘要本实用新型公开了一种制动气室，该制动气室包括壳体、储能弹簧、活塞、活塞轴管和膜片，壳体的隔板将壳体内空间分成前腔室和后腔室，活塞与壳体可滑动配合，将后腔室分成储能腔室和驻车制动进出气腔室，储能腔室设置有储能弹簧；活塞轴管与隔板滑动配合，且其第一端与活塞固定，第二端的端面与膜片相抵触；活塞轴管还包括阀体和阀芯，阀芯的第二端与阀体之间设置有弹簧，阀芯的第二端面与阀体相配合时，第二孔封闭。本实用新型还公开了一种包括上述制动气室的刹车系统以及一种包括该刹车系统的机动车。本实用新型提供的制动气室实现了内部腔室间的气体交换，保证了制动气室内部的清洁度，从而延长了产品的使用寿命。
文档编号F16D65/14GK201884528SQ20102058570
公开日2011年6月29日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者岳喜杰, 张玉田, 王立明, 程晓民, 陈永辉 申请人:公主岭安宝有限责任公司